המחברים פיתחו גישה זו באמצעות תצפיות שלנו של העבודה שביצעו וולטר בוינטון ופיט Sampou ועבודה שיתופית על דניטריפיקציה עם טוד כנא באוניברסיטת מרכז מרילנד למדע הסביבה. פיתוח גישות דניטריפיקציה שלנו לא היה מתאפשר ללא התמיכה של תוכנית גרנט ים מרילנד ואת הקרן הלאומית למדע. נתוני הנציג משמשים כאן נאספו במימון מרילנד הים גרנט (R / AQ-5C) ומאמצי כתיבה נתמכו מרילנד הים גרנט (R / SV-2), משרד מפרץ NOAA Chesapeake (NA13NMF4570210), שותפות שחזור אויסטר , הקרן הלאומית למדע (OCE1427019), Exelon תאגיד, ואת שירות הסביבה מרילנד / מינהל מרילנד נמל.

הערה: אוסף ליבות עם ממשקים משקעים-מים ללא הפרעה הוא הכרחי כדי לבצע מדידות ניסיוניות טובות לחליפין; ליבות פערים מופרעות צפויות להחליף מומס במים נקבוביים במים שמעליה ואת שפרו ספיגת חמצן באמצעות החמצון של Fe (II) ותרכובות גופרית מופחתות. במאמר זה, אנו מדגישים נהלי דגירה משקעות של משקעים עם רק הכללה שטחית של טכניקות דגימת משקעים וניתוחים כימיים מומסים וגזים. לפני הדגימה, או מבוסס על התוצאות הראשוניות, לקבוע את מידת שכפול ידי הצרכים הפרויקט הכולל, עיצוב סטטיסטי או הסכום הצפוי של השתנות מרחבית בקנה מידה קטן. ליבות כפולות הן המינימום שמוצג מחקרים רבים triplicates שימושיים המאפשר ניתוח סטטיסטי טוב יותר. לאיסוף וטיפול 1. משקעים הערה: האוסף של משקעים לניסויי חליפין מתבצע באמצעות 1) הוספה ידנית של ליבות using צוללנים או במים או ביצה רדודים, נבר, 2) מוט coring באמצעות מוט אלומיניום עם שסתום סגור ידני כדי לשמור על משקעים, או 3) coring התיבה. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בכל אתר, להקליט את מיקום האתר באמצעות GPS, לקבוע חמצן מים בתחתית, טמפרטורה ומליחה באמצעות sonde איכות מים, ולקבוע את קרינת photosynthetically הפעילה (PAR) על פני השטח והתחתון באמצעות / מטר חיישן PAR. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מנמיך את איכות מי sonde ל ~ 1 מ &#39;מעל המשקעים ולהקליט מאפייני מים בתחתית (עומק, טמפרטורה, חמצן מומס, טמפרטורה ומליחה / מוליכות). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מנמיך חיישן PAR עם חללית מתחת למים לממשק המשקעים-המים באמצעות מסגרת הורדה. השוואת קריאות PAR הקרובה לפני השטח משקע לקריאות PAR מייד מתחת ממשק אוויר-מים להעריך את הנחתת האור בתנאי אור הסביבה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לפרוס corer תיבה מעל דופן הסירה / הספינה, הורדת אותו אט אט כדי למזער הפרעותעל חודר המשקע. בדוק את תיבת הליבה עבור הפרעה גלויה או resuspension המוגזם. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> במשך corer תיבה, להכניס צינורות ליבה לתוך המשקעים, ולהשתמש פקק בוטיל כדי לכסות את החלק העליון של הליבה. בניסויי שטף, והיתרה משקעת / מים האידיאליות בתוך הליבה היא 15 סנטימטר של מים ו -15 סנטימטרים של משקעים, ב גס או משקעים דחוסים מאוד איסוף עומק משקע פחות הוא תוצאה מקובלת. אם שיעורי דלדול חמצן הם מוגזמים, המשמרים את האיזון לעבר גובה עמודת מים יותר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> משתמשים בדרך כלל 6.35 ס&quot;מ ליבות קוטר פנימי ללימודי במים עמוקים ובמשך משקעים עם microalgae benthic או אוכלוסיות של בעלי חיים גדולים, השתמש 10 ליבות ס&quot;מ מזהה. המגבלה העיקרית לגודל ליבה היא היכולת מכסה את החלק התחתון של הליבה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כיסוי או תחתון עם צלחת תחתונה אקריליק כי יש O-Ring מוטבע. חזור על תהליך זה עד משכפל מספיק נאספים. עם corer מוט, מלכתחילה את הצלחת התחתונה אקריליק ב li הליבהנר, להסיר את הליבה של corer, ולהוסיף את הפקק. </li></ol></li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ליבות מקום בצידנית מים מבודדות גבוהה כי מוצף מי סביבה מהאתר; זה עוזר לשמור בטמפרטורות באתרו. ודא כי קריר נשאר זקוף. בטל ליבות כי מוטרדות במהלך הובלה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> משאבת מים בתחתית נלקח קרוב לפני השטח משקעים לתוך 20 carboys L לשימוש בניסויים. השתמש משאבת דיאפרגמה עם 10-20 L / קיבולת דקות או משאבת peristaltic במהירות גבוהה. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> במים רדודים unstratified, למלא את הקרונית על ידי &quot;טבילה&quot; אותה במים. סינון המים התחתונים באמצעות מסנן מחסנית מוטבעות קיבולת גבוהה עשוי להיות שימושי באתרים עם שיעור גבוה של ספיגת חמצן בעמודת מים או פוטוסינתזה (באור), מזעור התיקון מעמודת המים רק ליבות שליטה. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הובלת ליבות במהירות האפשרית למתקן הדגירה. במקרה של הובלה מורחבת, AERליבות obic יכולות להיות מבעבע anoxic והמלאכותי או במחזור נחוץ. </li></ol> 2. הגדרה ראשונית <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> במתקן הדגירה, ליבות מקום גיגית דגירה או בחדר סביבתי עם טמפרטורה מבוקרת, או בתוך חממה כפולה דופן עם בקרת טמפרטורה באמצעות circulator חימום / קירור. הגדר את הטמפרטורה ל טמפרטורות מים תחתונות נמדדו 1.1.1. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מוסיף מים תחתונים אל האינקובטור, השריית הליבות המשקעות לחלוטין. כמו כן מוסיף מים עד 5 carboys L עם ברזים אשר ישמשו לוותר מים חלופיים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הוספת ליבת מים בלבד (ללא משקעים) אל האינקובטור. השימוש בקו מפריד עמודת מים חשוב ברוב הסביבות כדי לפצות על כל תהליכי עמודת מים משפיעים גזים מומסים. לשקילת דניטריפיקציה, חסרים אלה יכולים לשקף לא רק תהליכי עמודת מים אלא החלפת גזים עם הקירות אקריליק של הליבה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ליבות בועת wאוויר ה- i למשך תקופה מינימלית של שעה 2 כדי להבטיח שיווי משקל תרמי חמצון מלא מים שמעליה. הם עשויים להיות כל זמן הלילה וקורסי זמן יזם למחרת בבוקר. כבר בתקופות טרום דגירה לא הוערכו עבור יעילות. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> עבור אוורור, להשתמש bubbler &quot;T&quot; קטן מורכבת ½ &quot;צינור PVC עם מצמד שלוש דרך; צינור 1/8&quot; מוכנס אל החלק התחתון של תוצאות T ב מחדירה של מים כלפי מעלה במהלך מבעבע והבטיח לא חמצון בלבד, אבל זרימת מי הליבה עם מים באמבט הדגירה. </li></ol></li></ol> 3. נהלי דגירה משקעים-מים <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר בדיקת הטמפרטורה כדי לוודא שהיא תואמת בתנאי השטח, לצרף סביבונים אל צמרות הליבות. בשלב זה, לאטום את הליבה של מיכל המים. השאר את שסתום הדגימה על הליבה הפתוחה במהלך תהליך זה. ידני לטאטא כל בועות אוויר בעדינות מהצד התחתון של הסביבון. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> Elevate קרונית המים החלופיים ~ 30-40 הסנטימטר גבוה יותר מאשר את החלק העליון של ליבות הדגירה ומסנן את הקווים כלפי מטה כדי לחסל כל אוויר הקו. אמנם עדיין זורם, לצרף את הקווים אל צמרות הליבה ולסגור את השסתומים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הפעל פטיפון הערבוב המרכזי ולהתאים את מהירות הסיבוב כך ליבות לסובב ~ 40 פעמים בדקה, או בשיעור מספיק כדי לערבב את עמודת המים אבל לא resuspend המשקע. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כ 5 דקות לאחר כל הליבות נסגרות, פתח את שסתום מי החלפת שסתום המדגם, ולאחר מכן לצרף קטע קצר של צינורות אל שסתום המדגם באמצעות הולם Luer. מניחים צינור דגימה זו בתחתית שפופרת זכוכית 7 מ&quot;ל, אשר מלא עד אפס מקום. לפני מכסת הצינור, להוסיף 10 μl של 30 גרם ל -1 HgCl 2 כחומר משמר. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חנות דגימות אלה מתחת למים בטמפרטורות קרובות טמפרטורת הדגירה. מעבדות אחרות השתמשו בהצלחה 12 מ&quot;ל &quot;Exetainers&quot; עבור סםאחסון ple. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> עבור דגימה מומסת, לצרף חבית מזרק 20 מיליליטר אל שסתום המדגם ולפתוח את שסתום המים החלופיים. חבית המזרק ממלאת עד למילוי באמצעות הכבידה בלבד. צרף בוכנה ודיסק מסנן, ולאחר מכן לסנן את הדגימות לתוך צלוחיות. דגימות אלה לניתוח מזין הם קפוא ב -20 ° C עד הניתוח. הערה: קורס הזמן של דגימה בחושך בדרך כלל כרוך 4 תקופות דגימה עם המרווחים בין הדגימה הנעים בין 0.5 ל&gt; 2 שעות, תלוי בקצב של ספיגת חמצן. עם שיעורים נמוכים של ספיגת חמצן, מרווחי הזמן ארוכים; במשקעים עם שיעורי הנשימה גבוהים, במרווחים צריכים להיות קצר. מוגזם כמויות גדולות של דגימה שנלקחו בכל נקודת מדגם עלולות לגרום גם דגימה גדולה חלקם של נפח הדגימה כולו; בעבודתנו כרכים המדגמים אלה לגרום תיקון זניח. אם היקף המדגם רב יותר יש צורך, ליבות בקוטר גדול יותר או גובה עמודת המים גדלעשוי להיות נחוץ. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אין להמשיך עם מהלך זמן של דגימה מתחת לסף של חוסר חמצן 50%, עם depletions חמצן של 25% בדרך כלל מתן אות מספיק בריכוזים מזינים. הנה, להשתמש optodes מכויל עבור ניתוח ישיר של ריכוזי חמצן רוויון החמצן. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אם המשקעים הם מסביבות רדודות, מוארים, על דגימת 4 th, להדליק את האורות ולקחת 3 דגימות עוקבות. שים לב במשקעים פוטוסינתטיים מאוד, רוויה של O 2 ו היווצרות בועה מגבילה את המדידה של ונתיבי גז בחלק ממקרים. הניטור המתמשך של חמצן מהווה חלופה מעשית יותר ויותר יקרה, עם טכנולוגיית מדידת סיבים אופטית שיש בדיקות קטנות יחסית כי הם מאוד אמינים ומדויקים. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בסיומו של incubations משקעים, או למדוד את גובהם של עמודת המים או לשאוב את עמודת המים כדי גליל סיימה כדי determ ישירותine נפח מים, ולקחת תמונות של כל ליבה. </li></ol> ניתוח מדגם 4. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> דגימות שאיבה לניתוח N 2, O 2 ו- Ar לתוך קרום מפרצון ספקטרומטר מסה, ולקבוע את היחסים של N 2: Ar ו- O 2: Ar כדי &lt;0.03% דיוק 12,23. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> זוג ספקטרומטר מסה quadrupole על כניסת הממברנה. דחוף את המדגם לתוך צינורות הממברנה באמצעות משאבת peristaltic. אסוף את פסולת מדגם קרונית פלסטיק ולטפל כפסולת כימית בשל המשמר הכספי. כיול עם מים ללא יונים equilibrated עם אוויר בטמפרטורה של דגירה. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בצע מזין המנתח באופן ידני על ≤ 5 דגימות מיליליטר או על כמויות קטנות יותר באמצעות מנתחים אוטומטיים. עם הפשרת מדגם, תחילת מנתח מיד. הבחירה של הליך ניתוח מזין חייבת להניב מדוייקת מספיק להתבונן שינויים בריכוז מזין במהלך דגירה. זיהוי אופייניגבולות הם &lt;0.05 μmol ל -1 ומגמות כמובן הזמן יכולות להיות קשות להבחין תחת שני ריכוזי מזין נמוכים מאוד מאוד גבוהים. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> עבור ניתוחי colorimetric של זרחן תגובתי המסיס, להשתמש בטכניקת phosphomolybdate חומצה אסקורבית. עבור אמוניום מנתח, לנצל התפתחות צבע לילה באמצעות ריאגנט חומצת פנול 24. אוטומטיות ניתוחי colorimetric, בין אם באמצעות זרימת מקוטעים או מנתח בדידים, הם אלטרנטיבה מצוינת ולנצל נפח דגימה נמוך. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> עבור ניתוחים של חנק בתוספת ניטריט, לנצל פיתוח צבע הלילה באמצעות כלוריד ונדיום בתור reductant 25, או להשתמש מנתח אוטומטית </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השוואת absorbances נקבע על ספקטרופוטומטר UV / VIS כדי עקומות סטנדרטיות ולקבוע ריכוזי מתוך רגרסיה של ריכוזי תקנים absorbances. </li></ol></li></ol> 5. חישוב שערי חליפין משקעים-מים <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> Regress ריכוזי גז או מזין לעומת הזמן באופן עצמאי הן incubations החשוכות והאירה, עם המדרון מבוטא -1 μmol ל -1 hr. תקן את מורדות ליבות הדגירה של המדרון של ליבות טור-רק מים. השתמש אך ורק רגרסיות משמעותי (P &lt;0.05) עבור חישובים; לזהות נתונים בלתי משמעותי את הגיליונות האלקטרוניים הנתונים הסופיים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לחישוב שערי חליפין משקעים-מים מן המדרון של השינוי של ריכוזי המרכיבים הכימיים במים שמעליה: <img alt="משוואה 1" src="/files/ftp_upload/54098/54098equation1.jpg" /> איפה F הוא השטף (μmol מ -2 hr -1), ΔC / Δt הוא השיפוע של שינוי מריכוזו במים שמעליה (μmol ל -1 hr -1), V הוא נפח המים שמעליה (L) הוא השטח של ליבה וטופחה (-2 מ &#39;) .כדי להעריך את השטף היומי, להכפיל את השיעור המואר בשעות האורולהוסיף לשיעור כהה מוכפל בשעות החשיכה. </li></ol> 6. דיווח <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בעת דיווח תוצאות ממדידות חליפין משקעים-מים, לספק מספיק מידע שמדענים אחרים יוכלו להבין את הסביבה כי כבר שנדגמו. מידע חיוני כולל: 1) עומק מיקום ומים האתר, 2) מאפיינים פיזיים כגון שדה וטמפרטורה הדגירה, ואת PAR, 3) מאפיינים מים בתחתית כגון חמצן, בריכוזי חומרי הזנה ומליחות, ו -4) מאפיינים משקעים כגון גודל גרגר, ריכוזי חומר אורגניים, ואת הנוכחות של חיות benthic. </li></ol>

<ol>
	<li>Einsele, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ueber+die+Beziehungen+des+Eisenkreislaufes+zum+Phosphatkreislauf+im+Eutrophen+See.">Ueber die Beziehungen des Eisenkreislaufes zum Phosphatkreislauf im Eutrophen See.</a> Arch.Hydrobiol. 29, 664-686 (1936).</li><li>Mortimer, C. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+exchange+of+dissolved+substances+between+mud+and+lake+water.">The exchange of dissolved substances between mud and lake water.</a> J Ecol. 29, 280-329 (1941).</li><li>Cowan, J. L. W., Boynton, W. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sediment-water+oxygen+and+nutrient+exchanges+along+the+longitudinal+axis+of+Chesapeake+Bay:+Seasonal+patterns,+controlling+factors+and+ecological+significance.">Sediment-water oxygen and nutrient exchanges along the longitudinal axis of Chesapeake Bay: Seasonal patterns, controlling factors and ecological significance.</a> Estuaries. 19, 562-580 (1996).</li><li>Fisher, T. R., Carlson, P. R., Barber, R. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sediment+nutrient+regeneration+in+three+North+Carolina+estuaries.">Sediment nutrient regeneration in three North Carolina estuaries.</a> Estuar. Coast. Shelf S.e. 14, 101-116 (1982).</li><li>McGlathery, K. J., Sundback, K., Anderson, I. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Eutrophication+in+shallow+coastal+bays+and+lagoons:+the+role+of+plants+in+the+coastal+filter.">Eutrophication in shallow coastal bays and lagoons: the role of plants in the coastal filter.</a> Mar. Ecol-Prog Ser. 348, 1-18 (2007).</li><li>Eyre, B. D., Ferguson, A. J. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparison+of+carbon+production+and+decomposition,+benthic+nutrient+fluxes+and+denitrification+in+seagrass,+phytoplankton,+benthic+microalgae-+and+macroalgae-dominated+warm-temperate+Australian+lagoons.">Comparison of carbon production and decomposition, benthic nutrient fluxes and denitrification in seagrass, phytoplankton, benthic microalgae- and macroalgae-dominated warm-temperate Australian lagoons.</a> Mar. Ecol-Prog Ser. 229, 43-59 (2002).</li><li>DiToro, D. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Sediment Flux Modeling. , (2001).</li><li>Testa, J. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sediment+flux+modeling:+Simulating+nitrogen,+phosphorus,+and+silica+cycles.">Sediment flux modeling: Simulating nitrogen, phosphorus, and silica cycles.</a> Estuar. Coast. Shelf S. 131, 245-263 (2013).</li><li>Kana, T. M., Cornwell, J. C., Zhong, L. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Determination+of+denitrification+in+the+Chesapeake+Bay+from+measurements+of+N-2+accumulation+in+bottom+water.">Determination of denitrification in the Chesapeake Bay from measurements of N-2 accumulation in bottom water.</a> Estuar. Coasts. 29, 222-231 (2006).</li><li>Hammond, D. E., Cummins, K. M., McManus, J., Berelson, W. M., Smith, G., Spagnoli, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Methods+for+measuring+benthic+nutrient+flux+on+the+California+Margin:+Comparing+shipboard+core+incubations+to+in+situ+lander+results.">Methods for measuring benthic nutrient flux on the California Margin: Comparing shipboard core incubations to in situ lander results.</a> Limnol. Oceanog Methods. 2, 146-159 (2004).</li><li>Miller-Way, T., Boland, G. S., Rowe, G. T., Twilley, R. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sediment+oxygen+consumption+and+benthic+nutrient+fluxes+on+the+Louisiana+continental+shelf:+a+methodological+comparison.">Sediment oxygen consumption and benthic nutrient fluxes on the Louisiana continental shelf: a methodological comparison.</a> Estuaries. 17, 809-815 (1994).</li><li>Kana, T. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Membrane+inlet+mass+spectrometer+for+rapid+high-precision+determination+of+N2,+O2,+and+Ar+in+environmental+water+samples.">Membrane inlet mass spectrometer for rapid high-precision determination of N2, O2, and Ar in environmental water samples.</a> Anal. Chem. 66, 4166-4170 (1994).</li><li>Gao, Y., Cornwell, J. C., Stoecker, D. K., Owens, M. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Influence+of+cyanobacteria+blooms+on+sediment+biogeochemistry+and+nutrient+fluxes.">Influence of cyanobacteria blooms on sediment biogeochemistry and nutrient fluxes.</a> Limnol. Oceanogr. 59, 959-971 (2014).</li><li>Hopfensperger, K. N., Kaushal, S. S., Findlay, S. E. G., Cornwell, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Influence+of+Plant+Communities+on+Denitrification+in+a+Tidal+Freshwater+Marsh+of+the+Potomac+River,+United+States.">Influence of Plant Communities on Denitrification in a Tidal Freshwater Marsh of the Potomac River, United States.</a> J. Environ. Qual. 38, 618-626 (2009).</li><li>Cornwell, J. C., Kemp, W. M., Kana, T. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Denitrification+in+coastal+ecosystems:+environmental+controls+and+aspects+of+spatial+and+temporal+scale.">Denitrification in coastal ecosystems: environmental controls and aspects of spatial and temporal scale.</a> Aquat. Ecol. 33, 41-54 (1999).</li><li>LaMontagne, M. G., Valiela, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Denitrification+measured+by+a+direct+N2+flux+method+in+sediments+of+Waquoit+Bay,+MA.">Denitrification measured by a direct N2 flux method in sediments of Waquoit Bay, MA.</a> Biogeochemistry. 31, 63-83 (1995).</li><li>Nielsen, L. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Denitrification+in+sediment+determined+from+nitrogen+isotope+pairing.">Denitrification in sediment determined from nitrogen isotope pairing.</a> FEMS Microbiol Ecol. 86, 357-362 (1992).</li><li>Ferguson, A. J. P., Eyre, B. D., Gay, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Organic+matter+and+benthic+metabolism+in+euphotic+sediments+along+shallow+sub-tropical+estuaries,+northern+New+South+Wales,+Australia.">Organic matter and benthic metabolism in euphotic sediments along shallow sub-tropical estuaries, northern New South Wales, Australia.</a> Aq. Microb. Ecol. 33, 137-154 (2003).</li><li>Coley, T. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> The effect of flow on the fluxes of oxygen, dinitrogen gas, nitrate and ammonium in diffusively controlled sediments using stirred experimental chambers. , (2003).</li><li>Owens, M. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Nitrogen cycling and controls on denitrification in mesoahaline sediment of Chesapeake Bay. , (2009).</li><li>Sundback, K., Jonsson, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microphytobenthic+productivity+and+biomass+in+sublittoral+sediments+of+a+stratified+bay,+southeastern+Kattegat.">Microphytobenthic productivity and biomass in sublittoral sediments of a stratified bay, southeastern Kattegat.</a> J. Exp. Mar. Biol. Ecol. 122, 63-81 (1988).</li><li>Petersen, J. E., Cornwell, J. C., Kemp, W. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Implicit+scaling+in+experimental+enclosed+aquatic+ecosystems.">Implicit scaling in experimental enclosed aquatic ecosystems.</a> Oikos. 85, 3-18 (1999).</li><li>Kana, T. M., Weiss, D. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comment+on+"Comparison+of+isotope+pairing+and+N-2+:+Ar+methods+for+measuring+sediment+denitrification"+by+B.+D.+Eyre,+S.+Rysgaard,+T.+Daisgaard,+and+P.+Bondo+Christensen.+2002.+Estuaries+25:+1077-1087.">Comment on "Comparison of isotope pairing and N-2 : Ar methods for measuring sediment denitrification" by B. D. Eyre, S. Rysgaard, T. Daisgaard, and P. Bondo Christensen. 2002. Estuaries 25: 1077-1087.</a> Estuaries. 27, 173-176 (2004).</li><li>Parsons, T. R., Maita, Y., Lalli, C. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> A Manual of Chemical and Biological Methods for Seawater Analysis. , (1984).</li><li>Doane, T. A., Horwath, W. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Spectrophotometric+determination+of+nitrate+with+a+single+reagent.">Spectrophotometric determination of nitrate with a single reagent.</a> Analytical Letters. 36, 2713-2722 (2003).</li><li>Testa, J. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Modeling+the+impact+of+floating+oyster+(Crassostrea+virginica)+aquaculture+on+sediment-water+nutrient+and+oxygen+fluxes.">Modeling the impact of floating oyster (Crassostrea virginica) aquaculture on sediment-water nutrient and oxygen fluxes.</a> Aquac. Environ. Interact. 7, 205-222 (2015).</li><li>Hamme, R. C., Emerson, S. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+solubility+of+neon,+nitrogen+and+argon+in+distilled+water+and+seawater.">The solubility of neon, nitrogen and argon in distilled water and seawater.</a> Deep-Sea Res. Part I-Oceanogr. Res. Papers. 51, 1517-1528 (2004).</li><li>Chong, L. S., Prokopenko, M. G., Berelson, W. M., Townsend-Small, A., McManus, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nitrogen+cycling+within+suboxic+and+anoxic+sediments+from+the+continental+margin+of+Western+North+America.">Nitrogen cycling within suboxic and anoxic sediments from the continental margin of Western North America.</a> Marine Chemistry. 128, 13-25 (2012).</li><li>Eyre, B. D., Rysgaard, S., Dalsgaard, T., Christensen, P. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparison+of+isotope+pairing+and+N-2+:+Ar+methods+for+measuring+sediment-denitrification-assumptions,+modifications,+and+implications.">Comparison of isotope pairing and N-2 : Ar methods for measuring sediment-denitrification-assumptions, modifications, and implications.</a> Estuaries. 25, 1077-1087 (2002).</li><li>Lee, D. Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Effects+of+Oxygen+Transition+on+Community+Respiration+and+Potential+Chemoautotrophic+Production+in+a+Seasonally+Stratified+Anoxic+Estuary.">The Effects of Oxygen Transition on Community Respiration and Potential Chemoautotrophic Production in a Seasonally Stratified Anoxic Estuary.</a> Estuar.Coasts. 38, 104-117 (2015).</li><li>MacIntyre, H. L., Geider, R. J., Miller, D. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microphytobenthos:+The+ecological+role+of+the+"secret+garden"+of+unvegetated,+shallow-water+marine+habitats+.1.+Distribution,+abundance+and+primary+production.">Microphytobenthos: The ecological role of the "secret garden" of unvegetated, shallow-water marine habitats .1. Distribution, abundance and primary production.</a> Estuaries. 19, 186-201 (1996).</li><li>Aller, R. C., Mackin, J. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Open-incubation,+diffusion+methods+for+measuring+solute+reaction+rates+in+sediments.">Open-incubation, diffusion methods for measuring solute reaction rates in sediments.</a> J. Mar. Res. 47, 411-440 (1989).</li></ol>

החוקרים אין לי מה לחשוף.

הטכניקה המתוארת כאן יושמה סוגים רבים של מערכות מימיות, הוא רדודות ועמוקות, ומצאנו אותו לעבוד היטב ברוב המקרים. גישה זו הותאמה מגישות שמוצגות עמיתים והציגו בספרות; הוא מותאם למדידת דניטריפיקציה באמצעות ספקטרומטריית מסה כניסת הממברנה. אחד היתרונות של גישה זו היא היכולת להתמודד עם מספר רב של ליבות בעת ובעונה אחת. שכפול כל אתר עם ליבות כפולות או בשלושה עותקים מגביר את אמון מדידות, אם כי גישה חלופית היא למקסם אתרים עם שכפול פחות, בנסיבות אלה הערך הממוצע עבור פלח סביבתי אשר יהיה נציג נוסף של ההשתנות בטבע. הבהרת הבדלים עונתיים, סדרת עתית מדידה לפי מספר קטן יותר של אתרים יכולה להיות אסטרטגיה יעילה. בפרוטוקול זה, ישנם מספר שלבים קריטיים. Paramount להפיכת יםמדידות uccessful היא האוסף של ליבות עם ממשק משקע-מים ללא פגע. למרות דחיית ליבות שאינם עומדות בקריטריון זה בתחום יכול להיות מעייף, ליבות עניות תובלנה דיוק עני. שמירת ליבות אירוביות מוגזים וקרובה הטמפרטורה האוספת המקורית יהיה למזער חפצים ולשמור אוכלוסיות חיידקים מטזואניים בריאות, ללא פגע. לבסוף, עבור דגימות O 2 ו- N 2, התוספת של משמר כלוריד כספיתי היא קריטית. ראינו כי שימור תקין של דגימות גז, כוללים חימום יתר וקירור של הבקבוקונים, יכול להתפשר מדידות שטף אלה. מעבדות אחרות לא מועסקות בהצלחה 7.0 M ZnCl 2 כחומר משמר רעיל פחות כי יש עלויות סילוק פסולת נמוכות יותר; עבור 7 מיליליטר לדגום תוספת 30 μl היא מתאימה. הניתוח המדויק המדויק של היחס של N 2 ו Ar הוא מפתח בקביעת N 2 </sUB&gt; ונתיבים. נצפה N 2: יחסי Ar לשנות כפונקציה של ריכוז החמצן המוביל חוקרים מסוימים תומך הסרת חמצן לפני הניתוח, באמצעות נחושת מחוממת בדרך כלל 28. המכשור בשימוש במעבדה שלנו היה בשימוש כדי לקבוע את ההשפעה של חמצן על N 2: Ar יחסי 23 ואת נמצאה השפעה להיות קטן מאוד, &lt;0.03% עבור דלדול חמצן צנוע. הבדלים בגישה להערכת החמצן &quot;האפקט&quot; נראים להוביל למסקנות שונות על ידי חוקרים שונים 23,28,29. אפקט חמצן גדול על N 2: יחסי Ar יובילו שיעור גבוה בטעות של N 2 -N בזרימה; מניסיוננו, יש לנו תצפיות רבות של N 2 -N בזרימה הזניח תחת שיעור גבוה של חוסר חמצן. במעבדות בן השפעת החמצן על N 2: יחסי Ar להופיע גדולים, אלטרנטיבה יעילה היא המדידה העצמאית של ריכוזי חמצן באמצעות אלקטרודות או optodes וחמצןהסרה מניתוח ספקטרומטריה באמצעות Cu המחוממת מוטבע. פתרון בעיות טכניקה זו אפשרית רק על בחינה של נתוני השטף המשקע. גורמי מפתח לשקול בעת רגרסיות הם עניים אם הבחישה הייתה רציפה, דגימות נאספו ושמרו כראוי, והאם זמן קורסים היו קצרים מכדי לאפשר הערכה של מחיר נמוך. אורכו של ניסויים בדרך כלל מוגדר על ידי מהלך זמן החמצן, עם שיעורים נמוכים של מטבוליזם מחייב incubations יותר כדי להגדיל את יחס האות לרעש מוטבע ברגרסיות מהלך הזמן. שיעור גבוה של ייצור חמצן שמניבים O 2 בועות להפוך ונתיבי גז קשים, אבל ונתיבים מומסים עשויים להיות מושפעים. זה הכרחי כדי להבין את המגבלות של גישה זו. הליבות הקטנות לכסות 0.3% מהון מניות של מטר מרובע הליבות הגדולות לכסות 0.6%. באתרים עם ההטרוגניות משמעותי בקנה מידה מטר, הפצות הטרוגנית עניםals או צמחים עשוי לרמוז על ליבה אחת או שתיים לא יכולה להיות ייצוג מספיק. יש גם כמה סביבות המציגים קשיים המדידה. לשקילת דניטריפיקציה, הנוכחות של בועות מתאן או חמצן עלולה לגרום לתפוגת הטכניקה, עם N 2: יחסי Ar מושפעים התאגדות הפרש של גזים לתוך הבועות. בשנת המשקעים נשבו על ידי microalgae benthic, ההיווצרות של תוצאות בועות חמצן בתוך הפשטה מועדפת של יחסי N 2 עד Ar, וירידה של 2 N: יחס Ar. באופן כללי, אנחנו לא יכולים למדוד דניטריפיקציה בנקודה שבה בועות טופס. בסביבות אנאירובית אתגרים שונים, אוורור של ליבות משנה את הדינמיקה חיזור על הממשק משקעים-מים. אנו לאטום את ליבות עם צמרות ערבוב מיד לאחר איסוף ולהתחיל והנתיבים מבלי להחליף את עמודת המים 30 לחלוטין. הניסויים שלנו עם משקעים מוארים בדרך כלל יש להרוות או כמעט saturating רמות של תאורה 31, ובכך למקסם את ההשפעה של microalgae benthic. משקעים-מי מדידות חליפין הם אמצעי מדידה של השטף נטו של חומרים על פני הממשק המשקע-מים. עם זאת, המדידות הללו לבד לעתים קרובות לא ניתן לזהות את מנגנוני השליטה חילופי interfacial אלה. אם שאלת המחקר כרוך מנגנוני הבנה, ומידע נוסף על תגובתיות חומר אורגני, zonation acceptor האלקטרון לטרמינל, bioirrigation ו bioturbation, ואורגניזמים פוטוסינתטיים עשוי להיות נחוץ. דוגמנות מאמצים 7 עשויים לדרוש קביעת כימית מים נקבוביים, מדדים ישירים תגובתיות חומר אורגניות 32, ספירה של אוכלוסיות בעלי חיים, השקיה-ביו משקע, הצטברות משקעת, או מניפולציות ניסיון של חיזור או שמעל כימית מי 13. במחקרים שלנו, חילופי נתונים משקעי מים טובים הוא מרכיב מרכזי בהבנת הכימיה של משקעים ימיים,וביחד עם מדידות אחרות, מזהה את התפקיד של תהליכי מחזור משקעים במחזורי biogeochemical מימיים. עם טיפול לגבי טיפול משקע, בקרת טמפרטורה, ערבוב עמודת מים, incubations הליבה הוא גישה שימושית להערכה החילופית מומסות וגזים על הממשק המשקע-מים. עם זאת, טכניקות המשמשות כאן ייתכן שיידרשו התאמות עבור כמה סביבות ללוגיסטיקה קשה, כגון תקופות זמן מוארך לפני הדגירה. עד כה, יש לנו בהצלחה יישמו גישת דגירה זה כדי שפכי נהרות, חוף, ביצה, אגם, מאגר, נחל וסביבות שמירת ברכה עם שינוי מזערי.

משקעים הם מרכיבים biogeochemical קריטי של מערכות אקולוגיות מימיות ולעתים קרובות הם כיורים חשובים של חומרים מזינים ומזהמים. מחקרים החלוציים של מזין, גז biogeochemistry מתכות מעבר במשקעי אֲגַמִי חשף חליפין משקעים של מומסים וגזים במים שמעליה אשר משתנים תנאי חיזור 1,2. עבור אלמנטים מזינים, משקעים יכולים להיות מקור של זרחן וחנקן שווה אחר remineralization של חומר אורגני, וכיור לחמצן בסביבות שאינן פוטוסינתטיים 3,4. פוטוסינתזה של macrophytes השקוע, macroalgae ו microalgae benthic יכולה להיות השפעות מרחיקות לכת על חילופי חומרים מומסים פני הממשק המשקע-מי 5,6. המדידות של החילופים מומסים וגזים פני הממשק המשקע-המים מתבצעות הן למדע בסיסי למטרות מדע היישומי, כוללים כיול הנדסת ואט מדעיאה 7,8 מודלים באיכות. המטרה של שיטות אלה, במידה הרבה ככל האפשר, היא לספק שעיר חליפין אמינים ומדויקים משקעים-מים. מגוון רחב של גישות שמש להעריך שינוי כימי על הממשק המשקע-מים. הצטברות מים בתחתית הגזים מומסים במערכות מרובדת יכולה להיות שימושית 9, אבל הוא לא תקף חליפין משקעים-מים מעל תרמוקלינה או pycnoclines. מתאם אדי דורש מדידות תדר גבוהות של גזים, חמצן בדרך כלל, בשילוב עם מדידת שכיחות גבוהה של מהירויות מים אנכיות; יש טכניקה זו הבטחה עצומה אך כרגע לא ניתן לספק נתונים עבור מחקרים חילופיים מזין. בשנת כיפות באתרו או תאים הם שיטה מועדפת ביותר, עם היתרון של המשתרעים על שטח פני שטח גדול יותר של משקעים ושמירה בטמפרטורות באתרו, לחצים ורמות אור מים עמוקים 10. למעשה, אלה הם מדידות מאוד יקרות הדורש זמן רבעל כלי מחקר גדולים; רוב היישומים הם אזור החוף עמוק או משקעי אושיאניק. טכניקות דגירת Core באמצעות זרימה דרך תאים שמגיעות למצב יציב מצוינות לשמירה על כימיית מים שמעליה קבועה יחסית, כולל חמצן, במהלך incubations 11. בגלל השיעור נקבע על מצב יציב על ידי הבדלים בריכוז שבין אחז זרם ומים נשפכים, ובשערי חליפי מים, incubations אלה יכול לקחת כמות ניכרת של זמן. גישת דגירת ליבת הזמן כמובן שמוצגת במעבדה שלנו הותאמה מתוך גישות בשימוש על ידי מספר מעבדות שונות בצפון אמריקה ובאירופה, ויש כמות ניכרת של ספרות המבוססת על גישה כללית זו. התאמנו גישה זו למדידת N 2 -N והנתיבים 12, המכונה לעתים קרובות דניטריפיקציה, והחלנו אותו כדי פוטוסינתטיים וסביבות הלא פוטוסינתטיים משקעים, estuarie כוללים 13, אגמים, מאגרי מים, ביצות 14. באמצעות מחקרים אלה שמצאנו סביבות רבות שבן הגישה הכללית שלנו עובדת היטב, וחלק שבו זה לא. מדידת דניטריפיקציה בוצעה ברבי סביבות יבשתיות מימיות שונות בגלל התהליך הזה מייצג אובדן מפתח של חנקן למערכות אקולוגיות. רבים גישות שימשו כדי לבצע מדידות דניטריפיקציה, כמה ישירה וחלקם בעקיפין 15. מדידות N 2 שטף ישירים מאוד קשות בגלל התוכן אטמוספרי הגבוה N 2, ו בריכוזים גבוהים עוקבים מומסים במים 16. שתי גישות צמחו כבעל את הייצוג הטוב ביותר של שיעורים רלוונטיים לסביבה: זיווג איזוטופ באמצעות N איזוטופים 17 ואת N 2: יחס Ar בשימוש במעבדה שלנו. שיטת השיוך איזוטופ שימש בהצלחה בסביבות רבות ויש לו רגישות מאוד גבוהה במחירים נמוכים. אנו מעסיקים את N2: גישת יחס Ar בגלל הפשטות שלו, ובגלל זה הוא רגיש מספיק בסביבות המושפעות לעתים קרובות אנו ללמוד. במאמר זה, אנו מתארים את הגישה הטכנית השתמשנו בשני העשורים האחרונים לעשות מדידה של חילופי משקעים-המים של גזים מומסים. כל מדידות של חילופי משקעים-מים צריכות לקחת לתוך בתנאי שטח התחשבות במספר הפרמטרים ניסיוניים. גורמים אלה כוללים טמפרטורה, אור / בתנאי חושך 18, ערבוב / זרימה פיזית על הממשק המשקע-המים 19, ריכוזי חמצן מומסים 20, וגורמים אחרים, כי הם מרכיבים עיקריים של ביצוע מדידות טובות. לדוגמא, אם ליבות נאספות מאזורים המקבלים תאורה מספקת לצמיחת microalgae benthic, יש צורך לתכנן ניסויים הכוללים הוא החושך ואור תנאי 21. בדומה לכך, הוספת מים שמעליה מחומצן אל anoxic ליבותלא לשכפל בתנאי שטח. מתחם הניסיון של כל חלק של מערכות אקולוגיות מימיות עשויים להוביל חפצים בלתי נמנעים 22; זה קריטי, כי הגישות בשימוש בתכנית מדידת חליפין משקעים-מים 1) להכיר את גורמי שליטת חליפין משקעים-מים בכל מערכת אקולוגית ו -2) למזער חפצים נגזרים מניפולציה ניסויית.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="638">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="64">
			<td height="64" style="height:64px;width:179px;">Multiparameter sonde - temperature, oxygen, salinity</td>
			<td style="width:135px;">YSI</td>
			<td style="width:123px;">&#34;</td>
			<td style="width:203px;">Any high quality equipment will suffice</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:179px;">PAR Measurement</td>
			<td style="width:135px;">Li-Cor</td>
			<td align="right" style="width:123px;">6050000</td>
			<td style="width:203px;"></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:179px;">Pole corer</td>
			<td style="width:135px;"></td>
			<td style="width:123px;"></td>
			<td style="width:203px;">Built by machine shop</td>
		</tr>
		<tr height="49">
			<td height="49" style="height:49px;width:179px;">Box corer</td>
			<td style="width:135px;">DK-Denmark</td>
			<td style="width:123px;">HAPS Corer</td>
			<td style="width:203px;">We also use light box coring equipment</td>
		</tr>
		<tr height="67">
			<td height="67" style="height:67px;width:179px;">Small core tubes with o-ring fitted bottom, 3&#39; OD, 2.5&#39; Id.</td>
			<td style="width:135px;">various plastics companies</td>
			<td style="width:123px;"></td>
			<td style="width:203px;">Clear acrylic</td>
		</tr>
		<tr height="67">
			<td height="67" style="height:67px;width:179px;">Medium core tubes with o-ring, 4.5&#34; od, 4&#34; id</td>
			<td style="width:135px;">various plastics companies</td>
			<td style="width:123px;"></td>
			<td style="width:203px;">Clear acrylic</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:179px;">Butyl stopper size 13.5</td>
			<td style="width:135px;">generic</td>
			<td style="width:123px;"></td>
			<td style="width:203px;"></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:179px;">Stirring turntable</td>
			<td style="width:135px;"></td>
			<td style="width:123px;"></td>
			<td style="width:203px;">Built by machine shop</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:179px;">Incubation tub</td>
			<td style="width:135px;"></td>
			<td style="width:123px;"></td>
			<td style="width:203px;">Built by machine shop</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:179px;">Replacement water carboy</td>
			<td style="width:135px;">Nalgene</td>
			<td style="width:123px;">2320-0050</td>
			<td style="width:203px;"></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:179px;">7 mL glass stoppered tube</td>
			<td style="width:135px;">Chemglass</td>
			<td style="width:123px;">not on inventory</td>
			<td style="width:203px;">&#34;Exetainers&#34; used by other labs</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:179px;">20 mL plastic syringe</td>
			<td style="width:135px;">generic</td>
			<td style="width:123px;"></td>
			<td style="width:203px;"></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:179px;">Syringe filters</td>
			<td style="width:135px;"></td>
			<td style="width:123px;"></td>
			<td style="width:203px;"></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:179px;">Plastic tubing</td>
			<td style="width:135px;">Tygon</td>
			<td style="width:123px;">ACF00004-CP</td>
			<td style="width:203px;"></td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:179px;">Compact Fluorescent Lights</td>
			<td style="width:135px;">Apollo Horticulture</td>
			<td style="width:123px;">CFL 8U 250W</td>
			<td style="width:203px;"></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

the benthic exchange of o2, n2 and dissolved nutrients using small core incubations

The measurement of sediment-water exchange of gases and solutes in aquatic sediments provides data valuable for understanding the role of sediments in nutrient and gas cycles. After cores with intact sediment-water interfaces are collected, they are submerged in incubation tanks and kept under aerobic conditions at in situ temperatures. To initiate a time course of overlying water chemistry, cores are sealed without bubbles using a top cap with a suspended stirrer. Time courses of 4-7 sample points are used to determine the rate of sediment water exchange. Artificial illumination simulates day-time conditions for shallow photosynthetic sediments, and in conjunction with dark incubations can provide net exchanges on a daily basis. The net measurement of N2 is made possible by sampling a time course of dissolved gas concentrations, with high precision mass spectrometric analysis of N2:Ar ratios providing a means to measure N2 concentrations. We have successfully applied this approach to lakes, reservoirs, estuaries, wetlands and storm water ponds, and with care, this approach provides valuable information on biogeochemical balances in aquatic ecosystems.

תוצאות ממדידות משקעי שטף ליד מתקן מדגה על נהר Choptank (מפרץ צ&#39;סאפיק, MD) מוצגות באיור 1 ואת הפרשנות של התוצאות האלה בהקשר אקולוגי מוצגת במקומות אחר 26. Incubations בוצעו למעלה מ -7 שעות, עם incubations כהה ואחריו נתונים incubations מואר. נתונים משתי ליבות מוצגות כמו גם בעמודת המים לשלוט בלבד. הירידה המהירה חמצן בחושך הייתה מופחתת במידה מה על ידי תאורה; שיעור פוטוסינתזת ייצור microalgal לא היה גבוה כמו נשימה, עם ההשפעה העיקרית של הארה להיות שיעור השינוי של חמצן ירד. גרעין השליטה חווה ירידות קטנות ריכוז חמצן עולה החשוכה וקטן באור. הריכוזים 2 N נקבעו על ידי N 2: יחס Ar ואתערכים בספרות מחושבים רווית Ar עבור 27 הטמפרטורה והמליחה נצפית. בדיון שנערך דיוק אופייני 0.02% עבור 2 N: יחס Ar, נתונים אלה הם מדויקים ~ 0.1 μmol ל -1 N 2. הליבות המשקעות ואת הליבות ריקות עמודת מים היו עליות N 2 לאורך זמן, עם שיעורים גבוהים הרבה יותר של גידול עבור הליבות. תחת תאורה, מדרונות היו דומים באופן כללי השיעור האפל של שינוי N 2. שטפים של מומס NH 4 + היו גבוהים למדי באתר זה, עם עלייה של אפל&gt; 20 μmol ל -1 עבור ליבה אחת. מואר NH 4 + והנתיבים היו נמוכים בהרבה. ליבות שניהם ואת ריק מים וטור יורדים NO x - ריכוז לאורך זמן, פילוס במהלך תאורה. עבור כל והנתיבים, נתוני ריכוז הנתונים על היקף הליבה ופרמטרים רלוונטיים אחרים מוצגים <st<html> רונג&gt; לוחות 1 ו -2. <img alt="איור 1" src="/files/ftp_upload/54098/54098fig1.jpg" /> איור 1. נתונים כמובן זמן מאתר במים רדוד בנהר Choptank כי היה מכוסה צף המכיל צדפות תרבותיות. הנתונים הם מתוך ליבות לשכפל (A ו- B) וכן הנתונים מתוך ריק מי עמודה מוצג. ריכוזי החמצן N 2, NH 4 + ו- NO x - (הסכום של NO 3 - ו 2 NO - מוצגים הוא עבור החלק הכהה של הדגירה (האזור המוצל) ועבור חלק מואר הדגירה בפעם הרביעית. נקודת הדגירה הכהה היא גם הנקודה לראשונה של סדרות עתיות המוארות; האורות נדלקו בזמן דגימת הקווים הם רגרסיה לינארית ומדרונות מוצגים בלוח 1..98 / 54098fig1large.jpg &quot;target =&quot; _ blank &quot;&gt; לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו. <table fo:keep-together.within-page="1" style=";text-align:right;direction:rtl"><tbody><tr><td fo:width="1.8in" style="width:220px"> חמצן - Dark </td><td> זמן (שעות) </td><td> Core </td><td> Core B </td><td> לִשְׁלוֹט </td></tr><tr><td></td><td> 0 </td><td> 235.1 </td><td> 221.7 </td><td> 235.2 </td></tr><tr><td></td><td> 1.3 </td><td> 204.3 </td><td> 170.6 </td><td> 235.3 </td></tr><tr><td></td><td> 2.32 </td><td> 162.7 </td><td> 138.9 </td><td> 232 </td></tr><tr><td></td><td> 3.97 </td><td> 145.3 </td><td> 77.9 </td><td> 222.2 </td></tr><tr><td> R 2 </td><td></td><td> .943 </td><td> 0.999 </td><td> .836 </td></tr><tr><td> סלופ (μmol ל -1 hr -1) </td><td></td><td> -23.5 </td><td> -35.9 </td><td> -3.4 </td></tr><tr><td> סלופ מתוקן (μmol ל -1 hr -1) </td><td></td><td> -20.1 </td><td> -32.5 </td><td></td></tr><tr><td> שיעור (μmol מ -2 hr -1) </td><td></td><td> -3095 </td><td> -4875 </td><td></td></tr><tr><td> חמצן - אור </td><td> זמן (שעות) </td><td> Core </td><td> Core B </td><td> לִשְׁלוֹט </td></tr><tr><td></td><td> 3.97 </td><td> 145.3 </td><td> 77.9 </td><td> 222.2 </td></tr><tr><td></td><td> 4.88 </td><td> 133.5 </td><td> 68.8 </td><td> 224.3 </td></tr><tr><td></td><td> 5.88 </td><td> 122.8 </td><td> 40.3 </td><td> 221.6 </td></tr><tr><td></td><td> 6.88 </td><td> 116 </td><td> 49.2 </td><td> 230.5 </td></tr><tr><td> R 2 </td><td></td><td> .981 </td><td> 0.999 </td><td> .994 </td></tr><tr><td> סלופ (μmol ל -1 hr -1) </td><td></td><td> -10.1 </td><td> -9.8 </td><td> 2.9 </td></tr><tr><td> סלופ מתוקן (μmol ל -1 hr -1) </td><td></td><td> -13 </td><td> -12.7 </td><td></td></tr><tr><td> שיעור (μmol מ -2 hr -1) </td><td></td><td> -2000 </td><td> -1905 </td><td></td></tr><tr><td> N 2 - Dark </td><td> זמן (שעות) </td><td> Core </td><td> Core B </td><td> לִשְׁלוֹט </td></tr><tr><td></td><td> 0 </td><td> 466.46 </td><td> 466.40 </td><td> 466.62 </td></tr><tr><td></td><td> 1.3 </td><td> 466.74 </td><td> 467.49 </td><td> 466.11 </td></tr><tr><td></td><td> 2.32 </td><td> 467.55 </td><td> 468.18 </td><td> 466.74 </td></tr><tr><tד&gt; </td><td> 3.97 </td><td> 468.24 </td><td> 468.98 </td><td> 467.12 </td></tr><tr><td> R 2 </td><td></td><td> .963 </td><td> 0.98 </td><td> .854 </td></tr><tr><td> N 2 סלופ (μmol ל -1 hr -1) </td><td></td><td> .471 </td><td> .645 </td><td> 0.12 </td></tr><tr><td> סלופ N 2 (μmol ל -1 hr -1) מתוקן </td><td></td><td> .351 </td><td> .525 </td><td></td></tr><tr><td> דרג N 2 -N (μmol מ -2 hr -1) </td><td></td><td> 108.1 </td><td> 157.5 </td><td></td></tr><tr><td> N 2 - אור </td><td> זמן (שעות) </td><td> Core </td><td> Core B </td><td> לִשְׁלוֹט </td></tr><tr><td></td><td> 3.97 </td><td> 468.24 </td><td> 468.98 </td><td> 467.12 </td></tr><tr><td></td><td> 4.88 </td><td> 468.84 </td><td> 469.21 </td><td> 467.26 </td></tr><tr><td></td><td> 5.88 </td><td> 469.39 </td><td> 469.71 </td><td> 467.47 </td></tr><tr><td></td><td> 6.88 </td><td> 469.62 </td><td> 470.04 </td><td> 467.41 </td></tr><tr><td> R 2 </td><td></td><td> 0.96 </td><td> .987 </td><td> .967 </td></tr><tr><td> N 2 סלופ (μmol ל -1 hr -1) </td><td></td><td> .481 </td><td> .378 </td><td> 0.096 </td></tr><tr><td> סלופ N 2 (μmol ל -1 hr -1) מתוקן </td><td></td><td> .386 </td><td> .282 </td><td></td></tr><tr><td> דרג N 2 -N (μmol מ -2 hr -1) </td><td></td><td> 118.9 </td><td> 84.6 </td><td></td></tr><tr><td> שטח פנים Core (מ &#39;2) </td><td></td><td> 0.003165 </td><td> 0.003165 </td><td></td></tr&gt; <tr><td> נפח Core (L) </td><td></td><td> .4874 </td><td> .4747 </td><td></td></tr></tbody></table> . לוח זמנים 1. נתונים קורסים O 2 ו- N 2 ממשקעים מתחת צף מדגת הצדפה בנהר Choptank, subestuary של מפרץ צ&#39;ספיק ריכוזי גז נגזרות O 2: Ar ו- N 2: נקבעו יחסי Ar באמצעות כניסת הממברנה ספקטרומטר מסה. ערכי 2 R רגרסיה כמובן הזמן הם משמעותיים עבור ערכים&gt; 0.9025 (P &lt;0.05). מדרוני נקבעים על ידי רגרסיה ליניארית ומדרונות תיקן נקבעים על ידי הפחתת שיעור השינוי של עמודת המים בלבד ריקה. שיעורי חיובי הם ונתיבים נטו מתוך במשקעים, שיעורי שלילי פירושו שטף לתוך המשקע. נתוני שטף N 2 מבוטאות N 2 -N, מה שהופך compaRison ל NH 4 + ו- NO x - והנתיבים קל. היה אתר זה משקע בעיקר מורכב סחף החימר עם תנאי עמודת מים אירוביים באופן מלא. האזור של ליבות היה 31.65 ס&quot;מ -2 ו במעמקי עמודת המים היו 15.4 ס&quot;מ עבור גרעין 15.0 עבור B. הליבה כל ריכוזי עבור N 2 ו- O 2 הם μmol ל -1. השיעור הסופי עבור שטף N 2 מתבטא ב N 2 -N. <table fo:keep-together.within-page="1" style=";text-align:right;direction:rtl"><tbody><tr><td fo:width="1.8in" style="width:220px"> NH 4 + - Dark </td><td> זמן (שעות) </td><td> Core </td><td> Core B </td><td> לִשְׁלוֹט </td></tr><tr><td></td><td> 0 </td><td> 10.84 </td><td> 14.09 </td><td> 6.91 </td></tr><tr><td></td><td> 1.3 </td><td> 16.19 </td><td> 20.26 </td><td> 5.83 </td></tr><tr><td></td><td> 2.32 </td><td> 17.07 </td><td> 24.93 </td><td> 5.42 </td></tr><tr><td></td><td> 3.97 </td><td> 22.83 </td><td> 35.43 </td><td> 4.67 </td></tr><tr><td> R 2 </td><td></td><td> .968 </td><td> .993 </td><td> .853 </td></tr><tr><td> סלופ (μmol ל -1 hr -1) </td><td></td><td> 2.88 </td><td> 5.36 </td><td> -0.53 </td></tr><tr><td> סלופ מתוקן (μmol ל -1 hr -1) </td><td></td><td> 3.41 </td><td> 5.89 </td><td></td></tr><tr><td> שיעור (μmol מ -2 hr -1) </td><td></td><td> 525 </td><td> 884 </td><td></td></tr><tr><td> NH 4 + - אור </td><td> זמן (שעות) </td><td> Core </td><td> Core B </td><td> לִשְׁלוֹט </td></tr><tr><td></td><td> 3.97 </td><td> 22.83 </td&gt; <td> 35.43 </td><td> 4.67 </td></tr><tr><td></td><td> 4.88 </td><td> 24.05 </td><td> 36.45 </td><td> 4.13 </td></tr><tr><td></td><td> 5.88 </td><td> 25.00 </td><td> 37.60 </td><td> 3.79 </td></tr><tr><td></td><td> 6.88 </td><td> 26.96 </td><td></td><td></td></tr><tr><td> R 2 </td><td></td><td> .978 </td><td> 1 </td><td> .966 </td></tr><tr><td> סלופ (μmol ל -1 hr -1) </td><td></td><td> 1.37 </td><td> 1.13 </td><td> -0.55 </td></tr><tr><td> סלופ מתוקן (μmol ל -1 hr -1) </td><td></td><td> 1.92 </td><td> 1.68 </td><td></td></tr><tr><td> שיעור (μmol מ -2 hr -1) </td><td></td><td> 296 </td><td> 252 </td><td></td></tr><tr><td> NO x - - Dark </td><td> זמן (שעות) </td><td> Core </td><td> Core B </td><td> לִשְׁלוֹט </td></tr><tr><td></td><td> 0 </td><td> 4.12 </td><td> 4.01 </td><td> 4.53 </td></tr><tr><td></td><td> 1.3 </td><td> 3.82 </td><td> 3.58 </td><td> 4.43 </td></tr><tr><td></td><td> 2.32 </td><td> 3.70 </td><td> 3.25 </td><td> 4.28 </td></tr><tr><td></td><td> 3.97 </td><td> 3.19 </td><td> 2.64 </td><td> 4.19 </td></tr><tr><td> R 2 </td><td></td><td> .976 </td><td> .992 </td><td> .967 </td></tr><tr><td> סלופ (μmol ל -1 hr -1) </td><td></td><td> -0.229 </td><td> -0.345 </td><td> -0.089 </td></tr><tr><td> סלופ מתוקן (μmol ל -1 hr -1) </td><td></td><td> -0.14 </td><td> -0.256 </td><td></td></tr><tr><td> שיעור (μmol מ -2 hr -1) </td><td></td><td> -21.6 </td><td> -38.4 </td><td></td></tr><tr><td> NO x - - אור </td><td> זמן (שעות) </td><td> Core </td><td> Core B </td><td> לִשְׁלוֹט </td></tr><tr><td></td><td> 3.97 </td><td> 3.19 </td><td> 2.64 </td><td> 4.19 </td></tr><tr><td></td><td> 4.88 </td><td> 3.06 </td><td> 2.59 </td><td> 4.06 </td></tr><tr><td></td><td> 5.88 </td><td> 3.18 </td><td> 2.41 </td><td> 4.02 </td></tr><tr><td></td><td> 6.88 </td><td> 2.95 </td><td> 2.35 </td><td> 4.2 </td></tr><tr><td> R 2 </td><td></td><td> .934 </td><td> .909 </td><td> 0.9 </td></tr><tr><td> סלופ (μmol ל -1 hr -1) </td><td></td><td> -0.078 </td><td> -0.103 </td><td> 0 </td></tr><tr><td> סלופ מתוקן (μmol ל -1 hr -1) </td><td></td><td> -0.078 </td><td> -0.103 </td><td></td></tr><tr><td> שיעור (μmol מ -2 hr -1) </td><td></td><td> -12 </td><td> -15.5 </td><td></td></tr><tr><td> שטח פנים Core (מ &#39;2) </td><td></td><td> 0.003165 </td><td> 0.003165 </td><td></td></tr><tr><td> נפח Core (L) </td><td></td><td> .4874 </td><td> .4747 </td><td></td></tr></tbody></table> נתונים כמובן טבלה 2. הגיע הזמן NH 4 + ו- NO x - מאותו ליבות משקעים המשמש לשולחן 1. R רגרסיה כמובן זמן 2 ערכים מהותיים לדיווח ערכים&gt; 0.9025 (P &lt;0.05). מדרוני נקבעים על ידי רגרסיה ליניארית ומדרונות תיקן נקבעים על ידי הפחתת שיעור השינוי של עמודת המים בלבד ריקה. שיעורי חיובי הם ונתיבים נטומתוך במשקעים, שיעורי שלילי פירושו שטף לתוך המשקע. כל ריכוזי עבור NH 4 + ו- NO 2 - הם μmol ל -1.

Watch this Scientific Journal Video about The Benthic Exchange of O2, N2 and Dissolved Nutrients Using Small Core Incubations at JoVE.com

The Benthic Exchange of O2, N2 and Dissolved Nutrients Using Small Core Incubations

Here, we present small core incubations for the measurement of sediment-water gas and solute exchange. These will provide reliable measurements of sediment-water exchange that assess the role of sediment in influencing biological and biogeochemical processes in aquatic ecosystems.

Benthic Exchange של O<sub&gt; 2</sub&gt;, N<sub&gt; 2</sub&gt; וחומרים מזינים מומסים באמצעות קטנים Core incubations

The measurement of sediment-water exchange of gases and solutes in aquatic sediments provides data valuable for understanding the role of sediments in ...

the-benthic-exchange-o2-n2-dissolved-nutrients-using-small-core

Nanyang Technological University

Research

JoVE Journal

Environment

The Benthic Exchange of O2, N2 and Dissolved Nutrients Using Small Core Incubations

9.5K Views.  University of Maryland Center for Environmental Science. Here, we present small core incubations for the measurement of sediment-water gas and solute exchange. These will provide reliable measurements of sediment-water exchange that assess the role of sediment in influencing biological and biogeochemical processes in aquatic ecosystems. 

Video: The Benthic Exchange of O2, N2 and Dissolved Nutrients Using Small Core Incubations

Measuring Fluxes of Mineral Nutrients and Toxicants in Plants with Radioactive Tracers

Unidirectional influx and efflux of nutrients and toxicants, and their resultant net fluxes, are central to the nutrition and toxicology of plants. Radioisotope tracing is a major technique used to measure such fluxes, both within plants, and between plants and their environments. Flux data obtained with radiotracer protocols can help elucidate the capacity, mechanism, regulation, and energetics of transport systems for specific mineral nutrients or toxicants, and can provide insight into compartmentation and turnover rates of subcellular mineral and metabolite pools. Here, we describe two major radioisotope protocols used in plant biology: direct influx (DI) and compartmental analysis by tracer efflux (CATE). We focus on flux measurement of potassium (K+) as a nutrient, and ammonia/ammonium (NH3/NH4+) as a toxicant, in intact seedlings of the model species barley (Hordeum vulgare L.). These protocols can be readily adapted to other experimental systems (e.g., different species, excised plant material, and other nutrients/toxicants). Advantages and limitations of these protocols are discussed.

In planta measurement of nutrient and toxicant fluxes is essential to the study of plant nutrition and toxicity. Here, we cover radiotracer protocols for influx and efflux determination in intact plant roots, using potassium (K+) and ammonia/ammonium (NH3/NH4+) fluxes as examples. Advantages and limitations of such techniques are discussed.

מדידת שטפים של חומרים מזינים ומינרליים רעלים בצמחים עם חומרים רדיואקטיביים

Unidirectional influx and efflux of nutrients and toxicants, and their resultant net fluxes, are central to the nutrition and toxicology of plants. ...

Sediment Core Sectioning and Extraction of Pore Waters under Anoxic Conditions

We demonstrate a method for sectioning sediment cores and extracting pore waters while maintaining oxygen-free conditions. A simple, inexpensive system is built and can be transported to a temporary work space close to field sampling site(s) to facilitate rapid analysis. Cores are extruded into a portable glove bag, where they are sectioned and each 1-3 cm thick section (depending on core diameter) is sealed into 50 ml centrifuge tubes. Pore waters are separated with centrifugation outside of the glove bag and then returned to the glove bag for separation from the sediment. These extracted pore water samples can be analyzed immediately. Immediate analyses of redox sensitive species, such as sulfide, iron speciation, and arsenic speciation indicate that oxidation of pore waters is minimal; some samples show approximately 100% of the reduced species, e.g. 100% Fe(II) with no detectable Fe(III). Both sediment and pore water samples can be preserved to maintain chemical species for further analysis upon return to the laboratory.

A protocol for sectioning sediment cores and extracting pore waters under anoxic conditions in order to permit analysis of redox sensitive species in both solids and fluids is presented.

משקעי Core חתך וסחיטה הנקבובית ווטרס תחת תנאים אנוקסיים

We demonstrate a method for sectioning sediment cores and extracting pore waters while maintaining oxygen-free conditions. A simple, inexpensive system is ...

A Protocol for Collecting and Constructing Soil Core Lysimeters

Leaching of nutrients from land applied fertilizers and manure used in agriculture can lead to accelerated eutrophication of surface water. Because the landscape has complex and varied soil morphology, an accompanying disparity in flow paths for leachate through the soil macropore and matrix structure is present. The rate of flow through these paths is further affected by antecedent soil moisture. Lysimeters are used to quantify flow rate, volume of water and concentration of nutrients leaching downward through soils. While many lysimeter designs exist, accurately determining the volume of water and mass balance of nutrients is best accomplished with bounded lysimeters that leave the natural soil structure intact. 
Here we present a detailed method for the extraction and construction of soil core lysimeters equipped with soil moisture sensors at 5 cm and 25 cm depths. Lysimeters from four different Coastal Plain soils (Bojac, Evesboro, Quindocqua and Sassafras) were collected on the Delmarva Peninsula and moved to an indoor climate controlled facility. Soils were irrigated once weekly with the equivalent of 2 cm of rainfall to draw down soil nitrate-N concentrations. At the end of the draw down period, poultry litter was applied (162 kg TN ha-1) and leaching was resumed for an additional five weeks. Total recovery of applied irrigation water varied from 71% to 85%. Nitrate-N concentration varied over the course of the study from an average of 27.1 mg L-1 before litter application to 40.3 mg L-1 following litter application. While greatest flux of nutrients was measured in soils dominated by coarse sand (Sassafras) the greatest immediate flux occurred from the finest textured soil with pronounced macropore development (Quindocqua).

A detailed method for extraction and assembly of intact soil core lysimeters and their use for study of leachate and associated loss of nutrients from surface applied poultry litter is demonstrated.

פרוטוקול Lysimeters Core קרקע איסוף הבנייה

Leaching of nutrients from land applied fertilizers and manure used in agriculture can lead to accelerated eutrophication of surface water. Because the ...

VacuSIP, an Improved InEx Method for In Situ Measurement of Particulate and Dissolved Compounds Processed by Active Suspension Feeders

Benthic suspension feeders play essential roles in the functioning of marine ecosystems. By filtering large volumes of water, removing plankton and detritus, and excreting particulate and dissolved compounds, they serve as important agents for benthic-pelagic coupling. Accurately measuring the compounds removed and excreted by suspension feeders (such as sponges, ascidians, polychaetes, bivalves) is crucial for the study of their physiology, metabolism, and feeding ecology, and is fundamental to determine the ecological relevance of the nutrient fluxes mediated by these organisms. However, the assessment of the rate by which suspension feeders process particulate and dissolved compounds in nature is restricted by the limitations of the currently available methodologies. Our goal was to develop a simple, reliable, and non-intrusive method that would allow clean and controlled water sampling from a specific point, such as the excurrent aperture of benthic suspension feeders, in situ. Our method allows simultaneous sampling of inhaled and exhaled water of the studied organism by using minute tubes installed on a custom-built manipulator device and carefully positioned inside the exhalant orifice of the sampled organism. Piercing a septum on the collecting vessel with a syringe needle attached to the distal end of each tube allows the external pressure to slowly force the sampled water into the vessel through the sampling tube. The slow and controlled sampling rate allows integrating the inherent patchiness in the water while ensuring contamination free sampling. We provide recommendations for the most suitable filtering devices, collection vessel, and storing procedures for the analyses of different particulate and dissolved compounds. The VacuSIP system offers a reliable method for the quantification of undisturbed suspension feeder metabolism in natural conditions that is cheap and easy to learn and apply to assess the physiology and functional role of filter feeders in different ecosystems.

VacuSIP, an Improved InEx Method for In Situ Measurement of Particulate and Dissolved Compounds Processed by Active Suspension Feeders

We introduce the VacuSIP, a simple, non-intrusive, and reliable method for clean and accurate point sampling of water. The system was developed and evaluated for the simultaneous collection of the water inhaled and exhaled by benthic suspension feeders in situ, to cleanly measure removal and excretion of particulate and dissolved compounds.

VacuSIP, שיטת INEX משופרת<em&gt; באתרו</em&gt; מדידה של חלקיקים מומס תרכובות מעובד על ידי האכלת השעית Active

Benthic suspension feeders play essential roles in the functioning of marine ecosystems. By filtering large volumes of water, removing plankton and ...

A Simple Approach to Manipulate Dissolved Oxygen for Animal Behavior Observations

The ability to manipulate dissolved oxygen (DO) in a laboratory setting has significant application to investigate a number of ecological and organismal behavior questions. The protocol described here provides a simple, reproducible, and controlled method to manipulate DO to study behavioral response in aquatic organisms resulting from hypoxic and anoxic conditions. While performing degasification of water with nitrogen is commonly used in laboratory settings, no explicit method for ecological (aquatic) application exists in the literature, and this protocol is the first to describe a protocol to degasify water to observe organismal response. This technique and protocol were developed for direct application for aquatic macroinvertebrates; however, small fish, amphibians, and other aquatic vertebrates could be easily substituted. It allows for easy manipulation of DO levels ranging from 2 mg/L to 11 mg/L with stability for up to a 5 min animal-observation period. Beyond a 5 min observation period water temperatures began to rise, and at 10 min DO levels became too unstable to maintain. The protocol is scalable to the study organism, reproducible, and reliable, allowing for rapid implementation into introductory teaching labs and high-level research applications. The expected results of this technique should relate dissolved oxygen changes to behavioral responses of organisms.

This article describes a simple and reproducible protocol to manipulate dissolved oxygen conditions in a laboratory setting for animal behavior studies. This protocol may be used in both teaching and research laboratory settings to evaluate organismal response of macroinvertebrates, fishes, or amphibians to changes in dissolved oxygen concentration.

גישה פשוטה מניפולציות חמצן מומס לתצפיות התנהגות בעלי החיים

The ability to manipulate dissolved oxygen (DO) in a laboratory setting has significant application to investigate a number of ecological and organismal ...

Understanding Dissolved Organic Matter Biogeochemistry Through In Situ Nutrient Manipulations in Stream Ecosystems

Dissolved organic matter (DOM) is a highly diverse mixture of molecules providing one of the largest sources of energy and nutrients to stream ecosystems. Yet the in situ study of DOM is difficult as the molecular complexity of the DOM pool cannot be easily reproduced for experimental purposes. Nutrient additions to streams however, have been shown to repeatedly alter the in situ and ambient DOM pool. Here we demonstrate an easily replicable field-based method for manipulating the ambient pool of DOM at the ecosystem scale. During nutrient pulse experiments changes in the concentration of both dissolved organic carbon and dissolved organic nitrogen can be examined across a wide-range of nutrient concentrations. This method allows researchers to examine the controls on the DOM pool and make inferences regarding the role and function that certain fractions of the DOM pool play within ecosystems. We advocate the use of this method as a technique to help develop a deeper understanding of DOM biogeochemistry and how it interacts with nutrients. With further development this method may help elucidate the dynamics of DOM in other ecosystems.

Understanding Dissolved Organic Matter Biogeochemistry Through In Situ Nutrient Manipulations in Stream Ecosystems

Dissolved organic matter provides an important source of energy and nutrients to stream ecosystems. Here we demonstrate a field-based method to manipulate the ambient pool of dissolved organic matter in situ through easily replicable nutrient pulses.

הבנה מומס אורגני Biogeochemistry דרך<em&gt; באתרו</em&gt; מניפולציות מזינות במערכות אקולוגיות זרמו

Dissolved organic matter (DOM) is a highly diverse mixture of molecules providing one of the largest sources of energy and nutrients to stream ecosystems. ...

Continuous Instream Monitoring of Nutrients and Sediment in Agricultural Watersheds

Pollutant concentrations and loads in watersheds vary considerably with time and space. Accurate and timely information on the magnitude of pollutants in water resources is a prerequisite for understanding the drivers of the pollutant loads and for making informed water resource management decisions. The commonly used &#34;grab sampling&#34; method provides the concentrations of pollutants at the time of sampling (i.e., a snapshot concentration) and may under- or overpredict the pollutant concentrations and loads. Continuous monitoring of nutrients and sediment has recently received more attention due to advances in computing, sensing technology, and storage devices. This protocol demonstrates the use of sensors, sondes, and instrumentation to continuously monitor in situ nitrate, ammonium, turbidity, pH, conductivity, temperature, and dissolved oxygen (DO) and to calculate the loads from two streams (ditches) in two agricultural watersheds. With the proper calibration, maintenance, and operation of sensors and sondes, good water quality data can be obtained by overcoming challenging conditions such as fouling and debris buildup. The method can also be used in watersheds of various sizes and characterized by agricultural, forested, and/or urban land.

With the advancement of technology and the rise in end-user expectations, the need and use of higher temporal resolution data for pollutant load estimation has increased. This protocol describes a method for continuous in situ water quality monitoring to obtain higher temporal resolution data for informed water resource management decisions.

Instream רציף ניטור של חומרים מזינים, משקעים ב פרשות מים לחקלאות

Pollutant concentrations and loads in watersheds vary considerably with time and space. Accurate and timely information on the magnitude of pollutants in ...

Measuring the Flight Ability of the Ambrosia Beetle, Platypus Quercivorus (Murayama), Using a Low-Cost, Small, and Easily Constructed Flight Mill

The ambrosia beetle, Platypus quercivorus (Murayama), is the vector of a fungal pathogen that causes mass mortality of Fagaceae trees (Japanese oak wilt). Therefore, knowing the dispersal capacity may help inform trapping/tree removal efforts to prevent this disease more effectively. In this study, we measured the flight velocity and duration and estimated the flight distance of the beetle using a newly developed flight mill. The flight mill is low cost, small, and constructed using commonly available items. Both the flight mill arm and its vertical axis comprise a thin needle. A beetle specimen is glued to one tip of the arm using instant glue. The other tip is thick due to being covered with plastic, thus it facilitates the detection of rotations of the arm. The revolution of the arm is detected by a photo sensor mounted on an infrared LED, and is indicated by a change in the output voltage when the arm passed above the LED. The photo sensor is connected to a personal computer and the output voltage data are stored at a sampling rate of 1 kHz. By conducting experiments using this flight mill, we found that P. quercivorus can fly at least 27 km. Because our flight mill comprises cheap and small ordinary items, many flight mills can be prepared and used simultaneously in a small laboratory space. This enables experimenters to obtain a sufficient amount of data within a short period.

Measuring the Flight Ability of the Ambrosia Beetle, Platypus Quercivorus Murayama, Using a Low-Cost, Small, and Easily Constructed Flight Mill

We developed a low cost and small flight mill, constructed with commonly available items and easily used in experimentation. Using this apparatus, we measured the flight ability of an ambrosia beetle, Platypus quercivorus.

מדידת היכולת טיסה של החיפושית אמברוזיה, ברווזן Quercivorus (Murayama), באמצעות בעלות נמוכה, קטנה, טיסה מתוכננת בקלות מיל

The ambrosia beetle, Platypus quercivorus (Murayama), is the vector of a fungal pathogen that causes mass mortality of Fagaceae trees (Japanese oak wilt). ...

Methods for Image-based Surveys of Benthic Macroinvertebrates and Their Habitat Exemplified by the Drop Camera Survey for the Atlantic Sea Scallop

Underwater imaging has long been used in the field of marine ecology but decreasing costs of high-resolution cameras and data storage have made the approach more practical than in the past. Image-based surveys allow for initial samples to be revisited and are non-invasive compared to traditional survey methods that typically involve nets or dredges. Protocols for image-based surveys can vary greatly but should be driven by target species behavior and survey objectives. To demonstrate this, we describe our most recent methods for an Atlantic sea scallop (Placopecten magellanicus) drop camera survey to provide a procedural example and representative results. The procedure is divided into three critical steps that include survey design, data collection, and data products. The influence of scallop behavior and the survey goal of providing an independent assessment of the U.S. sea scallop resource on the survey procedure are then discussed in the context of generalizing the method. Overall, the broad applicability and flexibility of the University of Massachusetts Dartmouth School for Marine Science and Technology (SMAST) drop camera survey demonstrates the method could be generalized and applied to a variety of sessile invertebrates or habitat focused research.

Image based surveying is an increasingly practical, non-invasive method to sample the marine environment. We present the protocol of a drop camera survey that estimates the abundance and distribution of the Atlantic sea scallop (Placopecten magellanicus). We discuss how this protocol can be generalized for application to other benthic macroinvertebrates.

שיטות מבוססות-תמונה סקרים Macroinvertebrates בנתיק ואת הגידול שלהם כשניסחתי את הסקר המצלמה טיפה על צדפת הים האטלנטי

Underwater imaging has long been used in the field of marine ecology but decreasing costs of high-resolution cameras and data storage have made the ...

Detection of Viruses from Bioaerosols Using Anion Exchange Resin

This protocol demonstrates a customized bioaerosol sampling method for viruses. In this system, anion exchange resin is coupled with liquid impingement-based air sampling devices for efficacious concentration of negatively-charged viruses from bioaerosols. Thus, the resin serves as an additional concentration step in the bioaerosol sampling workflow. Nucleic acid extraction of the viral particles is then performed directly from the anion exchange resin, with the resulting sample suitable for molecular analyses. Further, this protocol describes a custom-built bioaerosol chamber capable of generating virus-laden bioaerosols under a variety of environmental conditions and allowing for continuous monitoring of environmental variables such as temperature, humidity, wind speed, and aerosol mass concentration. The main advantage of using this protocol is increased sensitivity of viral detection, as assessed via direct comparison to an unmodified conventional liquid impinger. Other advantages include the potential to concentrate diverse negatively-charged viruses, the low cost of anion exchange resin (~$0.14 per sample), and ease of use. Disadvantages include the inability of this protocol to assess infectivity of resin-adsorbed viral particles, and potentially the need for the optimization of the liquid sampling buffer used within the impinger.

An anion exchange resin-based method, adapted to liquid impingement-based bioaerosol sampling of viruses is demonstrated. When coupled with downstream molecular detection, the method allows for facile and sensitive detection of viruses from bioaerosols.